ЛЕДОВЫЙ РЕЖИМ ФЬОРДОВ ОСТРОВА ЗАПАДНЫЙ ШПИЦБЕРГЕН

Целью работы является исследование эволюции морского ледяного покрова в фьордах архипелага Шпицберген. Для достижения поставленной цели решаются следующие задачи: 1. Обзор отечественной и зарубежной научной литературы по проблеме; 2. Обобщение и анализ имеющихся данных; 3. Первичный статистический анализ имеющихся данных, получение оригинальных регрессионных уравнений, описывающих зависимость толщины припая от суммы градусо-дней мороза и толщины снежного покрова на припае; 4. Ознакомление с термодинамической моделью морского льда Арктического и Антарктического научно-исследовательского института (ААНИИ), проведение тестовых расчетов, верификация результатов. В качестве объекта исследований выбран архипелаг Шпицберген, а именно припай в заливе Билле-фьорд (данные метеорологической станции Пирамида) и припай в заливе Грен-фьорд (данные ГМО «Баренцбург»). Архипелаг Шпицберген является одним из показательных районов в Западной Арктике, подходящим для изучения современного состояния природной среды и направленности изменений регионального климата. Это связано с его уникальным географическим положением: в районе архипелага наблюдается интенсивное взаимодействие теплых и насыщенных влагой воздушных масс атлантического происхождения с холодными арктическими воздушными массами и снежно-ледниковой поверхностью суши. Западные районы архипелага испытывают сильное влияние теплых вод атлантического происхождения, а именно Западно-Шпицбергенского течения (ЗШТ), тогда как центральные и восточные районы находятся под воздействием процессов, протекающих в Арктическом регионе и Баренцевом море – выноса многолетних льдов и холодных распресненных вод Восточно-Шпицбергенским течением (ВШТ). Расположенные на пути распространения атлантических вод (АВ) атмосфера, гидросфера и криосфера архипелага первыми реагируют на изменения в теплосодержании этих вод и могут являться своеобразными индикаторами последующих глобальных климатических изменений (Иванов и др., 2012). Именно уникальностью местоположения архипелага объясняется наш выбор объекта исследования. Расчёт эволюции толщины припайного льда является весьма актуальной задачей, поскольку это необходимо как для судоходства, так и для хозяйственной и туристической деятельности на архипелаге. Распространённым способом расчёта толщины льда являются эмпирические выражения и в настоящее время их имеется довольно большое количество. Например, хорошо известны формулы Зубова (Зубов, 1945), Быдина (Быдин, 1932; Быдин, 1933), Шестерикова (Шестериков, 1964). Однако все они имеют ряд допущений и, как правило, учитывают лишь малую часть процессов, влияющих на ледообразование в конкретном месте. В связи с этим возникают довольно большие погрешности при использовании подобных формул для других районов, и, следовательно, существует необходимость получения более точных эмпирических формул для конкретных исследуемых областей. Такие формулы должны иметь свои индивидуальные коэффициенты, отражающие степень влияния того или иного внешнего параметра на эволюцию припая. В первой части работы мы предприняли попытку получения таких эмпирических выражений для расчёта толщины льда в зависимости от температуры воздуха и толщины снежного покрова (статистический подход). Поскольку на скорость нарастания льда влияет не только температура воздуха и снежный покров, но и условия энергомассообмена на верхней и нижней границах льда, а также взаимодействие с нижележащими слоями океана, было решено использовать также и модельный подход. Были выполнены расчеты сезонной эволюции припая с помощью одномерной квазистационарной балансовой модели морского льда, разработанной в ААНИИ. В модели учтены основные физические процессы, протекающие на верхней и нижней границе льда и в его толще (теплопроводность через снег и лед, средняя соленость льда, поглощение солнечной радиации и т.д.). В нашем исследовании были использованы данные Государственного фонда ААНИИ, ВНИИГМИ-МЦД и данные атмосферного реанализа ERA-Interim. В выпускной квалификационной работе (ВКР) применяются такие общеизвестные методы исследования, как описание, сравнение, анализ, синтез, индукция, дедукция, аналогия и некоторые другие. Эмпирическую базу исследования составили данные регулярных и специальных гидрометеорологических наблюдений, выполненных на российских и норвежских метеорологических станциях, и результаты анализа этих данных. В ходе подготовки ВКР было использовано лицензионное программное обеспечение: Microsoft Office 2016 (Word, Excel, PowerPoint), Grapher 11, STATISTICA, MATLAB R2014b. ВКР включает в себя список используемых сокращений, введение, 6 глав, в которых решаются поставленные исследовательские задачи, заключение, список литературы и приложения.